任务二 车床操作基本技能
任务描述
车床是在各种金属切削当中应用最多、最广的设备，它由卡盘的旋转运动和刀架的进给运动组成，形成加工工件的基础。只有掌握好了车床的结构、操作，才能让两种运动很好地进行。所以要了解和掌握好不同车床的型号、结构及其使用方法。
学习目标
【知识目标】
（1）认识各种常用车床。
（2）熟悉车床的结构和传动。
（3）了解车削运动。
【技能目标】
（1）熟悉并掌握各种车床的基本操作。
（2）掌握车床各部位的操作方法。
任务分析
车床的种类虽然很多，但总的来说都是由主轴箱、走刀箱、溜板箱、尾座等这几大部件组成的，只要各个击破就成，所以，在本任务中，先训练主轴箱和走刀箱的变速及调整。再训练溜板箱的手动进给。双手灵活了，自然对后面的操作就能事半功倍。
任务开始
基本概念
一、常用车床结构简介
CA6140型车床是我国自行设计的卧式车床，其外形结构如图1-2-1所示。由床身、主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、溜板和床鞍、刀架、尾座、冷却及照明等部分组成。
1．床身
床身4是车床精度要求很高的带有导轨（山形导轨和平导轨）的一个大型基础部件。用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时相对位置准确。
2．主轴箱（又称床头箱）
主轴箱1支撑并传动主轴带动工件做旋转主运动。箱内装有齿轮、轴等，组成变速传动机构，变换主轴箱的手柄位置，可使主轴得到多种转速。
主轴通过卡盘等夹具装夹工件，并带动工件旋转，以实现车削。
3．交换齿轮箱（又称挂轮箱）
交换齿轮箱12把主轴箱的转动传递给进给箱。更换齿轮箱内的齿轮，配合进给箱变速机构，可以车削各种导程的螺纹（或蜗杆），并可以满足车削时对纵向和横向不同进给量的需求。
4．进给箱（又称走刀箱）
进给箱11是进给传动系统的变速机构。它把交换齿轮箱传递来的运动，经过变速后传递给丝杠（加工螺纹）或光杠（实现机动进给）。
5．溜板箱
溜板箱9是接受光杠（或丝杠）传递来的运动，操纵箱外手柄及按钮，通过快移机构驱动刀架部分以实现车刀的纵向或横向运动。
6．刀架部分
刀架部分2由床鞍、中滑板、小滑板和刀架等组成，用于装夹车刀并带动车刀做纵向运动、横向运动、斜向运动和曲向运动。沿工件轴向的运动为纵向运动，垂直于工件轴向的运动为横向运动。
7．尾座
尾座3安装在床身导轨上，沿此导轨纵向移动，以调整其工作位置。尾座主要用来安装后顶尖，以支顶较长工件，也可装夹钻头或铰刀等进行孔的加工。
8．床脚
床脚10 与5 前后两个脚分别与床身前后两端下部连为一体，用于支撑床身及安装床身上的各个部件。可以通过调整垫块把床身调整到水平状态，并用地脚螺栓把整台车床固定在工作场地上。
9．冷却装置
冷却装置主要通过冷却泵将切削液加压后经冷却嘴喷射到切削区域，降低切削温度，冲走切屑，滑润加工表面，以提高刀具使用寿命和工件的表面质量。
1—主轴箱；2—刀架；3—尾座；4—床身；5，10—床脚；6—丝杠；7—光杠；8—操纵杆；9—溜板箱；11—进给箱；12—交换齿轮箱
图1-2-1 CA6140型车床
二、车床的传动路线
车床的传动路线方框图如图1-2-2所示。
图1-2-2 车床的传动路线方框图
三、车床的基本操作
1．主轴箱的变速操作
不同型号、不同厂家生产的车床其主轴变速操作不尽相同，可参考相关的车床说明书。现以CA6140型车床的主轴变速操作为例叙述。CA6140型车床主轴变速通过改变主轴箱正面右侧两个叠套的手柄位置来控制。前面的手柄有六个挡位，每个挡位上有四级转速。若要选择其中某一转速可通过后面的手柄来控制。后面的手柄除有两个空挡外，还有四个挡位。只要将其中某个位置拨到其所显示的颜色与前面手柄所处挡位上的转速数字所标示的颜色相同的挡位即可。
主轴箱正面左侧的手柄是加大螺距及螺纹左、右旋向变换的操纵机构。它有四个挡位，左上挡位为车削右旋螺纹，右上挡位为车削左旋螺纹，左下挡位为车削右旋加大螺距螺纹，右下挡位为车削左旋加大螺距螺纹。
2．进给箱的变速操作
CA6140 型车床进给箱正面左侧有个手轮，手轮有8 个挡位。右侧有前、后叠装的两个手柄，前面的手柄有A、B、C、D四个挡位，是丝杠、光杠变换手柄；后面的手柄有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个挡位，与有8个挡位的手轮配合，用于调整螺距或进给量。
根据加工要求调整所需螺距或进给量时，可通过查找进给箱油池盖上的调配表来确定手轮和手柄的具体位置。
3．车床的启动操作
（1）检查车床各变速手柄处于空挡位置，离合器处于正确位置，操纵杆处于停止状态，确认无误后，合上车床电源总开关。
（2）按下床鞍上的绿色启动按钮，电动机启动。
（3）向上提起溜板箱右侧的操纵杆，主轴正转；操纵杆手柄回到中间位置，主轴停止转动；操纵杆手柄下压，主轴反转。
（4）主轴正、反转的转换要在主轴停止转动后进行，避免因连续转换操作使瞬间电流过大而发生电气故障。
（5）按下床鞍上的红色停止按钮，电动机停止工作。
4．溜板箱的手动操作
溜板部分实现车削时绝大部分的进给运动，床鞍及溜板箱作纵向移动，中滑板可作纵向或斜向移动。进给运动有手动进给和机动进给两种方式。
（1）床鞍及溜板箱的纵向移动由溜板箱正面左侧的大手轮控制。顺时针方向转动手轮时，床鞍及溜板箱向右运动；逆时针方向转动手轮时，床鞍及溜板箱向左运动。手轮轴上的刻度圆周等分300格，手轮每转过1格，床鞍及溜板箱纵向移动1mm。
（2）中滑板的横向移动由中滑板手柄控制。顺时针方向转动手柄时，中滑板向远离操作者方向运动（即横向进刀）；逆时针方向转动手柄时，中滑板向靠近操作者方向运动（即横向退刀）。中滑板丝杠上的刻度盘圆周等分100格，手柄每转过1格，中滑板横向移动0.05mm。
（3）小滑板在小滑板手柄控制下可作短距离的纵向移动。小滑板手柄顺时针方向转动时，小滑板向左运动；小滑板手柄逆时针方向转动时，小滑板向右运动。小滑板丝杠上的刻度盘圆周等分100格，手柄每转过1格，小滑板纵向（或斜向）移动0.05mm。小滑板的分度盘在刀架需斜向进给车削短圆锥体时，可顺时针或逆时针地在90°范围内偏转所需角度，调整时，先松开锁紧螺母，转动小滑板至所需角度位置后，再锁紧螺母将小滑板固定。
四、车削运动
车削时，为了切除多余的金属，必须使工件和车刀产生相对的车削运动。按其作用划分，车削运动可分为主运动和进给运动两种，如图1-2-3所示。
图1-2-3 主运动与进给运动
1．主运动
机床的主要运动，它消耗机床的主要动力。车削时工件的旋转运动是主运动。通常主运动的速度较高。
2．进给运动
进给运动是工件的多余材料不断被去除的切削运动，如车外圆的纵向进给运动，车端面时的横向进给运动等。在车削运动中，工件上会形成已加工表面、过渡表面和待加工表面，如图1-2-4所示。
1—待加工表面；2—过渡表面；3—已加工表面
图1-2-4 背吃刀量和进给量
已加工表面——工件上经车刀车削后产生的新表面。
过渡表面——工件上连接已加工表面与待加工表面，并与切削刃相切的表面。
待加工表面——工件上等待被切除的表面。
任务完成
1．主轴箱的操作
调整主轴转速至450r/min，42r/min，1200r/min。
2．进给箱的操作
选择车削外圆进给量0.09mm/r，0.20mm/r，0.42mm/r。
3．溜板箱的操作
（1）操作车床纵进横进。
（2）操作车床纵进横退。
（3）操作车床纵退横退。
（4）操作车床纵退横进。
4．刻度盘及分度盘的操作
（1）纵向进刀35mm，40mm，15mm。
（2）横向进刀0.5mm，2.5mm，5mm。
工艺技巧/操作技巧
在练习主轴箱的变速时，一定要注意，卡盘只有在停稳的状态下才能去变速。当变速手柄搬不到位时，只需要挂上空挡，轻轻转动卡盘，就可很轻松地搬动手柄。手动进给练习时，一定不要嫌辛苦，它能训练双手的协调性能，同时也能把双手的力量操练出来。为后面的实习打下基础。
任务小结
因初学者刚接触车床，所以一定要注意安全操作、切断电源以保证安全。在初学者将手动部分的操作到位以后，再进行机动部分的操作。
知识链接
一、常用车床
卧式车床：在各类金属切削机床中，车床是应用最多、最广泛的一种机床，在一般机械加工车间的机床配置中，车床约占50%。它适合单件、小批量的轴类、盘类工件加工，是学习和掌握的重点。
加轮车床：回轮车床没有尾座，有一个可绕转位的圆盘形回轮刀架。回轮刀架可沿床身导轨纵向进给和绕自身轴线缓慢加转作横向进给。回轮刀架上可以装夹较多的切削刀具，在一次安装中能完成较复杂零件表面的加工。加轮车床适用于中、小批量生产。
转塔车床：转塔车床有一个可绕垂直轴线转位的六角转位刀架，通常刀架只能作纵向进给。转塔车床也没有尾座。六角转位刀架也可以装夹较多的切削刀具。转塔车床适用于中、小批量生产。由于加轮、转塔车床没有丝杠，所以只能用丝锥、板牙加工内、外螺纹。
立式车床：立式车床分单柱式和双柱式。用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小的大型和重型工件。立式车床的结构布局特点是主轴垂直布置，有一个水平布置的直径很大的圆形工作台供装夹工件，因此，对于笨重工件的装夹、找正比较方便。由于工作台和工件的重力由床身导轨、推力轴承承受，极大地减轻了主轴轴承的负荷，所以可长期保持车床的加工精度。
自动车床：经调整后，不需工人操作便能自动完成一定的切削加工循环（包括工作行程和空行程），并且可以自动重复这种工作循环的车床称为自动车床。使用自动车床能大大减轻工人的劳动强度，提高加工精度和劳动生产率。自动车床适用于加工大批量、形状复杂的工件。
二、机床型号
机床型号是机床产品的代号，用于简明地表示机床的类别、主要技术参数、结构特性等。我国目前实行的机床型号，按GB/T15375—94《金属切削机床型号编制办法》实行，它由汉语拼音字母及阿拉伯数字组成。型号中字母及数字的含义如下：
1．机床的类代号
机床的类代号是用大写的汉语拼音表示，如车床用“C”表示，钻床用“Z”表示。具体的常见类代号及拼音见表1-2-1。
表1-2-1 机床的类代号
2．机床的特性代号
机床的特性代号，包括通用特性代号和结构特性代号，用大写的汉语拼音字母表示，位于类代号之后。
1）通用特性代号
当某类型机床，除有通用特性外，还有某种特性时，则在类代号之后加通用特性代号予以区分。机床的通用特性代号及读音见表1-2-2。
表1-2-2 机床通用特性代号
2）结构特性代号
对主参数值相同而结构、性能不同的机床，在型号中加结构特性代号予以区别。但结构特性代号与通用特性代号不同，它在型号中没有统一的含义，只在同类机床中起区分机床结构、性能不同的作用。当型号中有通用特性代号时，结构特性代号应排在通用特性代号之后。通用特性代号已用的字母和“I，O”两个字母均不能用做结构特性代号。当字母不够用时，可将两个字母组合起来使用，如AD，AE等。
3．机床的组、系代号
每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系，用阿拉伯数字表示，位于类代号或通用特性代号之后。CA6140普通车床属于仪表车床组，系代号6表示机床名称为卧式车床。
4．机床的主参数和第二主参数
机床的主参数用折算值（主参数×折算系数）表示，位于组、系代号之后。它反映机床的主要技术规格，主参数的尺寸单位是mm，如CA6140型车床，主参数的折算值为40，折算系数为1/10，即主参数（床身上最大工件回转直径）为400 mm。
最大工件长度表示主轴顶尖到尾架顶尖之间的最大距离，它是车床的第二主参数，有750、1000、1500、2000四种。
思考与练习
（1）车床由哪些主要部分组成？
（2）主轴箱有什么用途？溜板箱有什么用途？
（3）画出CA6140型卧式车床的传动系统。
（4）车削必须具备哪些运动？哪种运动消耗车床的主要动力？
学生分组，完成课题
（1）分组练习手动操作机床各部位。
（2）分组练习机动操作机床各部位。